医学检验实验教学信息化平台建设探讨

摘要：医学检验实验教学信息化平台的构建拟作为本实验实训中心传统实验教学模式的一种补充，对于实验教学效果的保证和提高是十分有必要的，是当前实验教学研究的热点课题。实验教学信息化平台的构建在培养学生实践操作能力和创新能力方面起着重要作用，以本中心虚拟仿真实验室教学为例，通过虚拟实验室的构建进行具体实验教学实践。结果表明，虚拟实验丰富了实验教学的教学模式和学习方式，为实践教学的创新提供了新的平台和拓展空间，为我院培养高水平综合创新应用型专门人才提供了支撑。

关键词：医学检验信息化平台虚拟实验室实验教学3D导航教学系统

一、前言

随着计算机技术的不断发展，计算机在医学中的应用已从多媒体计算机技术时代进入更高层次的虚拟现实技术时代。加强实验室建设，不仅需要硬件设施的投入还要实行科学化规范化的管理，更新教学体系，完善教学方法等，充分提高实验室建设水平，培养医学检验技能型人才。传统教学模式中常常将实验教学和理论教学分开进行。如在实验教学中，教师用粉笔在黑板上板书或结合PPT投影演示教学，传授相对抽象的实验原理等理论知识，在黑板上简述实验步骤和操作路线图，给学生讲解实验过程，分析实验过程中物质或反应的变化情况。整个过程教师讲得辛苦，学生却未必能完全理解，收不到理想的教学效果。因此必须结合直观教学，在课堂上作演示实验，但也不能起到非常好的演示效果，存在一些不足。随着时代的进步，网络信息化技术的发展，很多信息化教学手段应运而生，如虚拟仿真实验教学。若有虚拟实验室，便可方便地在课堂上进行演示，让抽象的理论及时得到验证检验。虚拟实验技术在教学中能模拟危险性的实验，丰富感性认知，加深学生对教学内容的理解。例如，虚拟化学实验，可避免化学反应所产生的燃烧爆炸所带来的危险；虚拟外科手术，可避免由于学生操作失误造成病人死亡的医疗事故；虚拟飞机驾驶系统，可免除学员操作失误造成飞机坠毁的严重事故。通过虚拟实验增进学生感官上的认识，实现从感性认识到理性认识的过渡。因此，信息化教学是当今教学改革的趋势，对学生的实践能力培养将起到非常重要的作用。

二、实践教学中存在的问题

一是实验室器材的数量不足和落后。现在的教学方式还普遍是传统方式的老师教学生学，但由于实验器材的缺少，学生无法进行实践操作，无法让学生更好地理解和掌握实验原理。随着21世纪的发展，网络信息化技术不断提高，所以在医学检验教学方面应该跟上时展步伐。目前的检测技术在实验室实践教学中，学生通过操作仪器给各个项目进行测试，但由于受实验硬件的影响，检测中的测量参数无法实现自由改变，这对它的特性分析等带来了一定的局限，同时学生反复操作容易损坏器材，使性能受到影响。大型仪器的成本也较高，教学使用率却不会太高，一定程度会造成资源的浪费。二是专业建设整体缺乏先进教学手段，影响教学质量。传统的教与学已不再满足当代的需求，一味地让老师教学生学，老师通过演示操作让学生观察理解，或者是在人多器材少的情况下通过多人分组进行操作都无法更好地让不同的学生独立进行自己独特的创新思维实现创新的成果。课堂的不生动也会使学生对所教知识理解产生一定的偏差。而使用虚拟技术能使实验更生动，让学生理解更透彻。除此之外，专业建设需适应社会发展需求，检验人才要重视应用能力培养，坚持实验室开放教学，突出实践能力培养，可以充分利用附属医院先进检验仪器设备的资源优势，把课堂开在附属医院实验中心，使学生掌握最新专业技术，更真实地展示实践操作，丰富学生的知识，增强学生对理论知识的实际应用。

三、信息化手段在实验教学中的需求

信息化教学手段是人才培养与教学改革的需要。随着各行各业对人才质量要求的不断提高，教育改革的重点更倾向于实验教学。所以，在医学检验实验教学中，充分利用多媒体手段和虚拟技术搭建现代教育技术平台，培养学生创新能力和自学能力，提高教学质量，具有十分重要意义。虚拟现实技术是指利用三维图形生成技术，多传感交互技术及高分辨技术，生成逼真的虚拟环境。它综合计算机图形、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语言处理技术与音响技术等多门科学，是现代仿真技术的高级发展和突破。在虚拟实验室中引入虚拟技术，实现各种虚拟实验环境，实验者可以像在真实环境中一样完成各种预定的实验项目。信息化教学手段是实验器材使用管理的需要。实验教学在检验教学过程中占据较为重要的地位，在实验教学过程中，有的实验对器材本身会有一定的损伤，随着设备使用率提高，对设备损坏增大，这对设备的使用和管理带来了很多问题。一方面需要加强实验室的管理的制度和规定，另一方面可以先进行虚拟实验，再进行实物训练，则可以更好地减少器材损坏，降低实验成本，延长仪器使用寿命，提高学生学习效果。

四、教学相关信息化软件的建设应用

在实践教学中使用信息化教学手段，实验软件是技术的核心。软件包括系统软件、实验仿真软件两部分。系统软件为支持虚拟实验系统工作的基础，包括虚拟设备、虚拟实验环境的建立、实验过程的教学模型等。“虚拟实验室”是利用计算机上的各种模拟仿真软件完成传统实验室的工作，完成传统实验室中不可能完成的事情。它不是简单的软件，而是一个学习平台，它把要研究的对象用它的数学模型以多媒体手段表现出来。实验仿真软件是针对具体实验者开发的软件。软件包括各种实验仪器，学生能很快地完成实验内容，解决实验技术落后的问题。实验软件为支持虚拟实验系统做了扎实的基础，远程教学虚拟实验技术，包括虚拟设备，虚拟实验环境的建立。通过计算机多媒体技术，把实验室搬到网络，对于那些操作性很强的丰富表现形式，有效地组织教学和实验过程的教学模型等，能使分布在各地的实验聚集，大大激发学生的学习兴趣，有利于进一步学习对具体实验者开发的软件。虚拟实验技术可以使学生在网络虚拟实验室进行实验，更有利于开拓学生创造性思维和创新意识。虚拟实验室实验教学利用计算机上的各种模拟仿真软件完善远程教育的教学环节。1.虚拟现实场景建模软件。虚拟现实场景建模软件EONStudio软件是一款运用虚拟现实进行3D对象展示、交互拆装、5D（三维立体+时间维度+交互维度）的新型VR软件。它适用于多媒体、互动3D网页展示、视觉仿真、传感与反馈技术相结合的全系列软件解决方案。将这些软件建立的三维模型文件直接导入EON中即可获得虚拟现实对象和场景，帮助医学检验学生更好地理解肉眼无法看到的结构。2.视讯技术。基于TCP/IP影音与数据交互技术实现语音图像数据等综合信息的结合。网络视屏系统简便易开，费用合理，实现数据协作、实验教学与国内、外交流功能，提高教学质量，更好地让学生见识到所学知识的实际应用效果。虚拟实验技术在教学上的应用还要配备相对应的硬件设备，包括服务器、工作站、外存储设备如软驱、光驱等一些硬件设备。通常配备17英寸、分辨率。通常配备19英寸、分辨率为1440*900、颜色为32位以上真彩色显示系统。

五、信息化教学的效果

信息化教学能有效地降低实验成本，提高实验效率，可以实现异地协作和实验资源共享。将信息化技术引入课程教学，辅助实际实践教学的实验教学部分是当今必要的手段之一。目前，信息化技术已经在国内外高校的教学领域广泛地应用，并发挥了非常重要的作用，通过虚拟实验教学在有限的教学资源条件下最大限度发挥学生的创造力和能动力，学生的动手能力得到明显提升，学生的就业率大大提升。可见，信息化技术在实践教学中的使用对培养医学检验技能型综合人才具有较大作用。

参考文献：

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[5]贺晓华，李强.虚拟实验技术在教学中的应用浅析[J].职业教育研究，2007

作者：路勇 吴醒 徐旭 余苗苗 王松娟 周容 浦春 文育锋 单位：皖南医学院